Dott. Giuseppe Sassone INGEGNERE EDILE C.da Mercato,1-85038 Senise (PZ) - Tel. 0973/585758 REGIONE BASILICATA COMUNITA MONTANA CAMASTRA - ALTO SAURO (POTENZA) INTERVENTI DI RAZIONALIZZAZIONE DEI PRESIDI DEPURATIVI ESISTENTI MEDIANTE LA REALIZZAZIONE DI UN IMPIANTO DI DEPURAZIONE CONSORTILE ED OPERE DI COLLETTAMENTO PER LA SALVAGUARDIA AMBIENTALE DEL TORRENTE CAMASTRA PROGETTO DEFINITIVO (aggiornamento) COMMITTENTE Comunità Montana Camastra - Alto Sauro RELAZIONE DI CALCOLO IDRAULICO: COLLEGAMENTI INTERNI - Impianto di depurazione - PROGETTISTI Ing. Giuseppe SASSONE Prof. Ing. Salvatore MARGIOTTA (PARTE II) TAVOLA I - 3 DATA
Sommario 1) PREMESSA... 3 2) PERDITE DI CARICO DISTRIBUITE NELLE CORRENTI IN PRESSIONE... 4 3) CALCOLO DEL MOTO UNIFORME NEI CANALI / TUBAZIONI... 5 4) LUCI SOTTO BATTENTE... 6 5) TABULATI DI CALCOLO... 8 Ing. Giuseppe Sassone Ing. Salvatore Margiotta 2
1) PREMESSA Nel presente elaborato vengono riportate le formule utilizzate per il calcolo del profilo idraulico (Qmax) all interno dell impianto di depurazione di progetto. I risultati ottenuti, in forma tabellare, vengono riportati in calce alla presente e in uno specifico elaborato grafico Tav. M2 Profili circuiti idraulici. Ing. Giuseppe Sassone Ing. Salvatore Margiotta 3
2) PERDITE DI CARICO DISTRIBUITE NELLE CORRENTI IN PRESSIONE La valutazione delle perdite di carico nelle tubazioni di collegamento tra le unità dell impianto è stata eseguita utilizzando formule di letteratura tecnica comunemente usate in campo idraulico. - Perdita di carico distribuito h = j L dove: j = K S Q σ R 2 / 3 2 Q = portata defluente nella condotta (m 3 /s) Ks = coefficiente di scabrezza (Gauckler Strickler) (m 1/3 /s); s = sezione idrica (m 2 ); R = raggio idraulico (m); L = lunghezza condotta (m) Relativamente al coefficiente di scabrezza, in base a noti valori di letteratura tecnica, sono stati utilizzati il valore 70 per le tubazioni in PVC e 90 per le tubazioni in acciaio. - Perdita di carico localizzata: h = α V2 2 9, 81 ove: h = perdita di carico (m) α = coefficiente(0.5 imbocco 1.00 sbocco ) V = velocità (m/s) Ing. Giuseppe Sassone Ing. Salvatore Margiotta 4
3) CALCOLO DEL MOTO UNIFORME NEI CANALI / TUBAZIONI A) Canali rettangolari di collegamento - Dimensionamento: ho l Q= V ho l = K l 2ho 2 / 3 i 1/ 2 ove: - Q = portata (mc/s) - V = velocità (m/s) - ho = altezza d'acqua moto uniforme (m) - l = larghezza della canaletta (m) - i = pendenza - K = scabrezza (Strickler-Manning) = 60 m 1/3 /s - Perdita di carico h = i. l ove: l = lunghezza canaletta (m) h = perdita di carico (m) B) Condotte circolari - Dimensionamento: 2 / 3 Q = K S σ R i 1/ 2 dove: Q = portata defluente nella condotta (m 3 /s) Ks = coefficient di scabrezza (Gauckler Strickler) (m 1/3 /s); s = 2 π D 4 sezione idrica (m 2 ); R = 4 D raggio idraulico (m); i = pendenza - Perdita di carico h = i L Ing. Giuseppe Sassone Ing. Salvatore Margiotta 5
dove: L = lunghezza tubazione (m) h = perdita di carico (m) B) Stramazzi - Stramazzo rettangolare in parete sottile Q = u l h 2 9, 81 h dove: - Q = portata (mc/s u = coefficiente di afflusso = 0,41 l = lunghezza stramazzo (m) h = altezza d'acqua sullo stramazzo (m) - Stramazzo rettangolare in parete grosso Q = u l h 2 9, 81 h ove: - u = coefficiente di afflusso = 0,385 - l, Q ed h (come punto precedente) - Stramazzo triangolare in parete sottile con apertura a 90 Q = 1,46. h 2,5. n ove: - h = altezza d'acqua (m) - Q = portata (mc/s) - n = numero di stramazzi 4) LUCI SOTTO BATTENTE In questo caso la vena, che viene detta sommersa, sbocca da un serbatoio e da una camera a livello maggiore in seno al liquido contenuto in una seconda camera. Tale vena presenta una sezione contratta poco a valle della luce, con distribuzione idrostatica della pressione. Nei calcoli è stata utilizzata la seguente espressione: dove: µ è il coefficiente di efflusso pari a 0,61; Q = µ b h 1 (2gh) Ing. Giuseppe Sassone Ing. Salvatore Margiotta 6
b h 1 h - Relazione di calcolo idraulico: collegamenti interni è la larghezza della luce; è l altezza della luce; è il dislivello tra i peli liberi dei due serbatoi o delle due camere comunicanti. Pertanto: Q = 0,61 b h 1 (2gh) Tale formula sarà utilizzata nel caso delle paratoie di comunicazione tra camere separate da setti continui. Ing. Giuseppe Sassone Ing. Salvatore Margiotta 7
5) TABULATI DI CALCOLO IMPIANTO DI DEPURAZIONE CAMASTRA CALCOLI IDRAULICI DATI DI PROGETTO Q med 2259 mc/d Portata media nera 94.1 mc/h 26.15 l/s Q max 6777 mc/d Portata punta nera 282.4 mc/h 78.44 l/s Num.totale di linee 2 Portata singola linea 3388.5 mc/d 141.2 mc/h 39.22 l/s Q r (Q max) Portata di ricircolo fanghi 1129.44 mc/d 47.1 mc/h 13.1 l/s Q s (Q max) Portata fanghi di supero 106.53 mc/d 53.3 mc/h 14.8 l/s Q d Portata acque disidratazione fanghi 31.76 mc/d 3.97 mc/h 1.1 l/s Q mlss Portata di ricircolo della miscela aerata 7906.08 mc/d 329.4 mc/h 91.5 l/s RECAPITO FINALE - TORRENTE CAMASTRA Z tirante idrico Z sezione di scarico Z fondo alveo 576.5 m s.l.m. 578 m s.l.m. 576 m s.l.m. Ing. Giuseppe Sassone Ing. Salvatore Margiotta 8
LINEA PRINCIPALE LIQUAMI 1.SCARICO FINALE - USCITA DISINFEZIONE Tubazione di scarico DN 315 PVC a gravità SEZIONE - SBOCCO NEL RECAPITO Z tirante idrico Camastra 576.5 m s.l.m. SEZIONE - SBOCCO CANALE DI SCARICO DN 355 PVC Z cielo tubazione di scarico 577.00 m s.l.m. Z fondo tubazione di scarico 576.69 m s.l.m. Z terreno 578.00 m s.l.m. Q max 78.44 l/s L 85 m i 0.01 k 70 m^(1/3)/s D prog 0.296 m V moto uniforme 1.4 m/s h moto uniforme 0.23 m Z tirante idrico 576.92 m s.l.m. SEZIONE - I MAN. DISINFEZIONE (Prog.85.00 m) Z tirante idrico 577.77 m s.l.m. Z fondo tubazione di scarico 577.54 m s.l.m. Z fondo tubazione di scarico 577.54 m s.l.m. Z cielo tubazione di scarico 577.85 m s.l.m. SEZIONE - II MAN. DISINFEZIONE (Prog.105.00 m) Z tirante idrico 577.87 m s.l.m. Z fondo manufatto 577.79 m s.l.m. Z cielo tubazione di scarico 578.04 m s.l.m. 2. I MAN.DISINFEZIONE - UNITA' DISINFEZIONE Tubazione di scarico DN 250 PVC a gravità SEZIONE - I MAN.DISINFEZIONE Z tirante idrico (scarico gener.) 577.77 m s.l.m. Z fondo tubazione dalla disinf. 577.85 m s.l.m. Z cielo tubazione dalla disinf. 578.10 m s.l.m. Num. Linee 2 Q linea 39.2 l/s SEZIONE - SOGLIA CON STRAMAZZO RETTANGOLARE Q stramazzo 0.039 mc/s L stramazzo 1 m h stramazzo 0.08 m m 0.4 Z soglia stramazzo 579.25 m s.l.m. Z pelo libero vasca disinf. 579.33 m s.l.m. Ing. Giuseppe Sassone Ing. Salvatore Margiotta 9
3. UNITA' DISINFEZIONE - SEDIMENTATORE Tubazione di collegamento DN 315 PVC in pressione SEZIONE - UNITA' DISINFEZIONE Z pelo libero vasca disinf. 579.33 m s.l.m. Num. Tubazioni collegamento 1 SEZIONE - POZZ. DI SCARICO CHIARIFICATO Q tubazione 0.04 mc/s D calcolo 0.296 m s (sezione idrica) 0.0688 m/s m 0.611 L 10.00 m R (raggio idraulico) 0.074 j 0.0021 V 0.5702 m/s k 70 m^(1/3)/s Dh distr. 0.02 m V^2/2g 0.017 m Dh conc. 0.02 m Dh totale 0.05 m Z pelo libero pozzetto chiarif. 579.38 m s.l.m. SEZIONE - SOGLIA CON STRAMAZZO RETTANGOLARE Q stramazzo 0.039 mc/s L stramazzo 1 m h stramazzo 0.08 m m 0.4 Z soglia stramazzo 579.62 m s.l.m. Z pelo libero vasca sedim. 579.70 m s.l.m. Ing. Giuseppe Sassone Ing. Salvatore Margiotta 10
4. SEDIMENTATORE - VASCA A FANGHI ATTIVI Tubazione di collegamento Z pelo libero vasca sedim. SEZIONE - SEDIMENTATORE DN 315 PVC in pressione Num. Tubazioni collegamento 1 Q tubazione D calcolo 579.70 m s.l.m. SEZIONE - POZZ. DI CARICO SEDIMENTATORE Funzionamento - Luce a battente rigurgitata 0.039 mc/s 0.296 m s (sezione idrica) 0.06877856 m/s m 0.611 L 20.00 m R (raggio idraulico) 0.074 m j 0.00213588 V 0.57021767 m/s k 70 m^(1/3)/s Dh distr. 0.04 m V^2/2g 0.017 m Dh conc. 0.02 m Dh totale 0.07 m Z pelo libero pozzetto di carico 579.77 m s.l.m. SEZIONE - SOGLIA POZZETTO DI CARICO SED. Q stramazzo 0.039 mc/s L stramazzo 1.6 m h stramazzo 0.06 m m 0.4 Z soglia stramazzo 580.10 m s.l.m. Z pelo libero canaletta 580.16 m s.l.m. SEZIONE - SOGLIA CANALETTA Q stramazzo 0.039 mc/s L stramazzo 8 m h stramazzo 0.02 m m 0.4 Z pelo libero vasca a fanghi att. 580.18 m s.l.m. Ing. Giuseppe Sassone Ing. Salvatore Margiotta 11
5. VASCA A FANGHI ATTIVI - VASCA DI RIPRESA Condotta di mandata Z pelo libero vasca SEZIONE - VASCA A FANGHI ATTIVI DN 250 ACCIAIO in pressione Num. Tubazioni collegamento 1 Z fondo vasca Q max D calcolo s (sezione idrica) L R (raggio idraulico) SEZIONE - VASCA DI RIPRESA 580.18 m s.l.m. 575.30 m s.l.m. 0.08 mc/s 0.25 m 0.0490625 m/s 15.00 m 0.0625 m j 0.01272203 V k Dh distr. V^2/2g Dh conc. Dh geodetico Dh totale POMPE DI SOLLEVAMENTO 1.60 m/s 90 m^(1/3)/s 0.19 m 0.130 m 0.20 m 5.60 m 5.99 m Num. Apparec. in funzione 2 Num. Apparec. di riserva 1 Q pompa 0.04 mc/s 6. VASCA DI RIPRESA - DISSABBIATURA - GRIGLIATURA SEZIONE - VASCA DI RIPRESA Z pelo libero vasca di ripresa 577.30 m s.l.m. SEZIONE - SOGLIA COLLEGAMENTO CON DISSAB. Q stramazzo 0.078 mc/s L stramazzo 1 m h stramazzo 0.13 m m 0.4 Z soglia stramazzo 577.60 m s.l.m. Z pelo libero dissabbiatore 577.73 m s.l.m. Z fondo canale di grigliatura 577.95 m s.l.m. Z pelo libero canale di grigl. 578.18 m s.l.m. Ing. Giuseppe Sassone Ing. Salvatore Margiotta 12
Tubazione di collegamento Z pelo libero Q max L 7.GRIGLIATURA - POZZETTO DI ARRIVO DN 315 PVC a gravità SEZIONE - SBOCCO NEL CANALE DI GRIGLIATURA SEZIONE - IMBOCCO TUBAZIONE 578.18 m s.l.m. 78.44 l/s i 0.01 k D prog h moto uniforme Z pelo libero pozzetto Z fondo pozzetto Z fondo tubazione Z cielo tubazione Z terreno 5 m 70 m^(1/3)/s 0.296 m 0.23 m 578.23 m s.l.m. 578.00 m s.l.m. 578.00 m s.l.m. 578.32 m s.l.m. 579.50 m s.l.m. Ing. Giuseppe Sassone Ing. Salvatore Margiotta 13
LINEA BY - PASS IMPIANTO (Q max in n. 1 linea di disinfezione) VERIFICA UNITA' DI DISINFEZIONE SEZIONE - SOGLIA CON STRAMAZZO RETTANGOLARE Q stramazzo 0.078 mc/s L stramazzo 1 m h stramazzo 0.13 m m 0.4 Z soglia stramazzo 579.25 m s.l.m. Z pelo libero vasca disinf. 579.38 m s.l.m. 8. UNITA' DISINFEZIONE - POZZETTO DI ARRIVO Tubazione di collegamento DN 400 PVC in pressione SEZIONE - UNITA' DISINFEZIONE Z pelo libero vasca disinf. 579.38 m s.l.m. SEZIONE - POZZ. DI ARRIVO Q tubazione 0.08 mc/s D calcolo 0.376 m s (sezione idrica) 0.11098016 m/s m 0.611 L 63.00 m R (raggio idraulico) 0.094 j 0.00238519 V 0.70677047 m/s k 70 m^(1/3)/s Dh distr. 0.15 m V^2/2g 0.025 m Dh conc. 0.04 m Dh totale 0.19 m Z pelo libero pozzetto 579.56 m s.l.m. Ing. Giuseppe Sassone Ing. Salvatore Margiotta 14
LINEA ACQUE DI DRENAGGIO TUBAZIONE DI RACCOLTA ACQUE TRATT. FANGHI Tubazione di collegamento DN 250 PVC a gravità SEZIONE - SBOCCO NELLA VASCA DI RIPRESA Z pelo libero vasca 577.30 m s.l.m. Z fondo tubazione ingr.vasca 577.30 m s.l.m. QUOTE POZZETTI DI LINEA L (tot) 45 m i 0.002 D prog 0.235 m Z fondo pozz.letto essic. N.1 577.32 m s.l.m. Z fondo pozz.letto essic. N.2 577.33 m s.l.m. Z fondo pozz.letto essic. N.3 577.35 m s.l.m. Z fondo pozz.letto essic. N.4 577.36 m s.l.m. Z fondo pozz.stabilizzaz.. N.1 577.37 m s.l.m. Z fondo pozz.stabilizzaz.. N.2 577.39 m s.l.m. Ing. Giuseppe Sassone Ing. Salvatore Margiotta 15